De bodem van de Noordzee speelt een belangrijke rol als leeflaag van dieren en planten. Bovendien vinden erop en erin veel ingrepen door de mens plaats. Het is belangrijk om deze onderwaterbodem zo goed mogelijk in beeld te brengen. De oude handgetekende kaart, al meer dan 20 jaar in gebruik, is vervangen door een met kunstmatige intelligentie berekend rastermodel. Behalve voor habitatgeschiktheidsanalyse kan dit model bijvoorbeeld worden gebruikt bij de planning van ondiepe ingrepen in de Noordzeebodem, zoals zandwinning en aanleg van kabels en pijpleidingen, en om de verspreiding van onderwatergeluid te onderzoeken.
De nieuwe zeebodemsedimentkaart toont welke sedimentklasse de bovenste halve meter van de zeebodem typeert. De gebruiker kan kiezen uit drie classificatiesystemen gebaseerd op de verhouding van slib (< 63 µm), zand (63-2000 µm) en grind (> 2000 µm): Folk 16, Folk 7 en Folk 5 (Kaskela et al. 2019).
Folk-classificaties en kleurencodes.
Folk 16 verwijst naar de volledige classificatie van sediment zoals ontwikkeld door de Amerikaan Robert Folk (1954), aangevuld met een categorie voor alle sedimentklassen grover dan grind – stenen, keien en blokken – en vast gesteente. Dit is de internationale standaard. Folk 7 voegt een aantal sedimenttypen samen en is vooral geschikt als een vereenvoudigde weergave van de hele Nederlandse Noordzeebodem nodig is. Folk 5 sluit aan bij het European Union Nature Information System (EUNIS), een geharmoniseerd informatiesysteem van Europese habitattypes. Per kaart is voor iedere rastercel ook de waarschijnlijkheid van de weergegeven klasse gevisualiseerd. Die is belangrijk als een kaartbeeld wordt gebruikt om beslissingen te nemen. De gehanteerde onzekerheidsklassen geven zowel numeriek als tekstueel weer hoe zeker we zijn van onze voorspelling.
Een levende kaart
Vervanging van handgetekende kaarten is duur en gebeurt daarom maar zelden. Het nieuwe model kan juist snel en goedkoop worden aangepast. Door het belang van de Noordzee voor onze veiligheid en voor de energietransitie is de stroom van nieuwe gegevens – bodemmonsteranalyses en waterdieptemetingen – groot. Elke gebruiker zal kunnen profiteren van daarop gebaseerde updates. Openbare data verstrekt door gebruikers en andere belanghebbenden zullen eens per jaar worden verwerkt. In plaats van één statische, verouderde kaart toont de Geologische Dienst Nederland vanaf nu verschillende kaartbeelden die de laatste stand van zaken weergeven: we zijn flexibel en daarom klantgerichter geworden. Een extra voordeel: door het rasterformaat is inpassing in beslissingsondersteunende systemen makkelijker dan voorheen.
Gebruikers zullen wel even aan de kaartbeelden moeten wennen. Het simpele, vloeiende patroon van de oude, handgetekende kaart is vervangen door een korrelige weergave waarin gebiedjes met een bepaalde grondsoort heel klein kunnen zijn. Als gebruikers eenmaal gewend zijn aan dit visueel andere beeld kan de nieuwe generatie zeebodemsedimentkaarten maximaal worden benut. Je ziet er bijvoorbeeld heel gedetailleerd de relatie in tussen waterdiepte en grondsoort.
Oude en nieuwe kaartbeeld voor een gebied ten noordwesten van Texel.
Basisgegevens
Op de drie sediment- en onzekerheidskaarten kunnen als optie vrijwel alle bij de kartering gebruikte puntgegevens worden geprojecteerd. Alleen ongeveer 100 vertrouwelijke punten ontbreken. Voor elk van de getoonde monsterlocaties is een boorbeschrijving en/of korrelgrootteanalyse beschikbaar, te raadplegen via DINOloket, het portaal bij de digitale opslagplaats van de Geologische Dienst Nederland. Aan de hand hiervan berekende Folk-klassen zijn in dezelfde kleurcodering weergegeven als de sedimentkaarten. De sedimentdata zijn een basisonderdeel van de systematische geologische kartering van de Noordzee tussen eind jaren ’70 en 2003, of het resultaat van incidentele onderzoeks- en commerciële projecten. Bij commercieel werk, veelal langs kabel- of pijpleidingtracés, kunnen bemonsterings- of beschrijfmethoden zijn gehanteerd die kwalitatief minder zijn dan de in de systematische kartering gebruikte uniforme standaard. Op de sedimentkaarten vertaalt dit kwaliteitsverschil zich in opvallend lineaire zones als de Folk-klasse afwijkt van die voor datapunten in de directe omgeving. Op de onzekerheidskaarten vallen deze zones op door een relatief lage waarschijnlijkheid van de voorspelling.
Lineair artefact gerelateerd aan een transect van bodemmonsters die anders zijn beschreven dan de monsters in de omgeving. Ze lijken relatief grof (links) maar de modelonzekerheid is groter (rechts).
Methode
Om de interpolatie van puntgegevens op monsterlocaties naar gebiedsdekkende kaarten te automatiseren, is een random forest algoritme toegepast. Op basis van sedimentbeschrijvingen, korrelgrootteanalyses en van bathymetrie afgeleide positionele kenmerken is met kunstmatige intelligentie per gridcel van 100 bij 100 m een voorspelling gedaan van het meest waarschijnlijke sedimenttype, inclusief bijbehorende onzekerheid. Statistische analyse is gebruikt om de beste combinatie van inputvariabelen en interpolatie-instellingen te kiezen. Het gebruikte bathymetrische grid (EMODnet Bathymetry, versie 2020) heeft een resolutie van ongeveer 115 bij 115 m. Om randartefacten te voorkomen is langs de grens van de Nederlandse Noordzee een bufferzone gehanteerd van 10 km, waarbinnen ook publiek beschikbare data van externe partijen zijn meegenomen (Valerius et al. 2014).
Toepassing en betrouwbaarheid van de kaart
De zeebodemsedimentkaart is een overzichtsproduct dat is bedoeld voor gebruik op een nationale of regionale schaal. Met een gemiddelde monsterdichtheid van 1 per 4 km2 en een celgrootte van 100 bij 100 m is de formele kaartschaal 1:200.000 (Tobler 1987). Door ruimtelijke verschillen in monsterdichtheid, heterogeniteit van het sediment en de kwaliteit van het bathymetrische grid is deze schaal slechts indicatief. Voor vraagstukken die spelen op een subregionale of lokale schaal zal op termijn informatie uit akoestisch onderzoek worden toegevoegd.
Actuele en eerdere versies
Deze kaart is de opvolger van het Nederlandse deel van een geharmoniseerde pan-Europese zeebodemsedimentkaart (Kaskela et al. 2019) die is samengesteld door samenwerkende Europese geologische diensten in het kader van EMODnet: het European Marine Observation and Data network. De EMODnet-kaart is gebaseerd op oudere, handmatig gemaakte zeebodemkaarten die veelal als losse kaartbladen zijn gedrukt en pas later zijn gedigitaliseerd.
Citatie
TNO-GDN (2023) Zeebodemsedimentkaart. TNO - Geologische Dienst Nederland, www.dinoloket.nl/ondergrondmodellen; geraadpleegd op dd-mm-jjjj.
Contact
Wil je de kaarten downloaden, heb je een vraag of merk je dat er iets niet klopt, laat het ons dan weten via het contactformulier.
Referenties
Folk, R.L. (1954) The distinction between grain size and mineral composition in sedimentary-rock nomenclature. The Journal of Geology 62(4), 344-359.
Kaskela, A.M., Kotilainen, A.T., Alanen, U., Cooper, R., Green, S., Guinan, J., Van Heteren, S., Kihlman, S., Van Lancker, V., Stevenson, A., EMODnet Geology Partners (2019) Picking up the pieces - harmonising and collating seabed substrate data for European maritime areas. Geosciences 9(2), 84.
Tobler, W. (1987) Measuring spatial resolution. Proceedings of the International Workshop on Geographic Information Systems 48, 12-16. International Geographic Union, Commission on Geographical Information Sensing and Processing.
Valerius, J., Van Lancker, V., Van Heteren, S., Leth, J.O., Zeiler, M. (2014) Trans-national database of North Sea sediment data. Data compilation by Federal Maritime and Hydrographic Agency (Germany); Royal Belgian Institute of Natural Sciences (Belgium); TNO (Netherlands) and Geological Survey of Denmark and Greenland (Denmark).